(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステンレス製の二つの部材それぞれの端部を突き合わせる第１のステップと、
前記二つの部材それぞれの端部の間に、棒状の回転ツールの先端に設けられた直円柱形のピンを挿入し、該回転ツールを回転させつつ該端部の長手方向に沿って移動させる第２のステップと、
を含み、
前記ピンを含む前記回転ツールは、Ｓｉ３Ｎ４を含み、
前記回転ツールは、前記ピンより大径の円柱形をなすショルダーを有しており、
前記ピンは、前記ショルダーの一端面に設けられており
前記二つの部材は、ＪＩＳ  Ｇ  ４３０５に規定のＳＵＳ３０４の板材であって、
｛（回転ツールの回転速度〔ｒｐｍ〕×ショルダーの径［ｍｍ］３）／回転ツールの移動速度〔ｍｍ／ｍｉｎ〕｝／板材の厚さ［ｍｍ］が、４．５×１０３以上２２．５×１０３以下である、金属材の接合方法。
【請求項２】
ステンレス製の二つの部材それぞれの端部を突き合わせる第１のステップと、
前記二つの部材それぞれの端部の間に、棒状の回転ツールの先端に設けられた直円柱形のピンを挿入し、該回転ツールを回転させつつ該端部の長手方向に沿って移動させる第２のステップと、
を含み、
前記ピンを含む前記回転ツールは、Ｓｉ３Ｎ４を含み、
前記回転ツールは、前記ピンより大径の円柱形をなすショルダーを有しており、
前記ピンは、前記ショルダーの一端面に設けられており
前記二つの部材は、ＪＩＳ  Ｅ  ４０４９に規定のＳＵＳ３０１Ｌ−ＤＬＴの板材であって、
｛（回転ツールの回転速度〔ｒｐｍ〕×ショルダーの径［ｍｍ］３）／回転ツールの移動速度〔ｍｍ／ｍｉｎ〕｝／板材の厚さ［ｍｍ］が、４．５×１０３以上７．５×１０３以下である、金属材の接合方法。
【請求項３】
前記回転ツールの側面を覆うようにノズルが設けられており、
前記第２のステップにおいて、前記ノズルからＡｒを含むガスを前記回転ツール及び前記部材に供給する、
請求項１又は２に記載の金属材の接合方法。
【請求項４】
前記ピンを含む前記回転ツールは、更にバインダを含んでいる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の金属材の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は金属材の接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属材の接合方法には種々の方法がある。その一種として、摩擦攪拌接合（ＦＳＷ＝Friction Stir Welding）が、特許文献１：特許第２７１２８３８号日本国特許公報、及び特許文献２：特許第２７９２２３３号日本国特許公報に開示されている。摩擦攪拌接合は、接合しようとする二つの金属部材それぞれの端部を突き合わせ、回転ツールの先端に設けられたピンを両者の端部の間に挿入し、これら端部の長手方向に沿って回転ツールを回転させつつ移動させることによって、二つの金属部材を接合する方法である。【０００３】
このような摩擦攪拌接合に用いられる回転ツールのピンの側面には、ねじ溝が設けられている。例えば特許文献１の図１，２，１２および１３には、これらの図が模式的な図であるため、ピンのねじ溝が詳細に記載されていない。しかし、実際には、これらの回転ツールのピンの側面には、特許文献２の図２に記載されているように、ねじ溝が切られている。このねじ溝は、摩擦により可塑性となった金属材料をピンの長手方向に沿って攪拌して流動させ、接合強度を向上させることを意図して設けられている。
【発明の開示】
【０００４】
しかし、ピンにねじ溝が切られた回転ツールでは、ねじ溝が磨耗しやすい。したがって、回転ツールの寿命が短いという欠点があった。特に硬い金属材料からなる金属部材に摩擦攪拌接合を行う場合や、長い接合長にわたって摩擦攪拌接合を行う場合には、この傾向が顕著であった。また、回転ツールのピンにねじ溝を形成する加工には、手間がかかる。そのため、回転ツールの製造コストが高かった。
【０００５】
本発明は、斯かる実情に鑑み、回転ツールの寿命を向上させ、回転ツールを製造する手間や製造コストを抑えることのできる金属材の接合方法を提供する。特に、本発明は、ステンレス材の接合に優れた接合方法を提供する。
【０００６】
本発明は、（ａ）ステンレス製の二つの部材それぞれの端部を突き合わせる第１のステップと、（ｂ）二つの部材それぞれの端部の間に、棒状の回転ツールの先端に設けられた直円柱形のピンを挿入し、該回転ツールを回転させつつ該端部の長手方向に沿って移動させる第２のステップと、を含み、（ｃ）ピンを含む回転ツールは、Ｓｉ３Ｎ４を含んでいることを特徴としている。
【０００７】
本発明によれば、摩耗しやすいねじ溝がピンに設けられていないので、回転ツールの寿命が向上される。また、ピンにねじ溝を形成する必要がないので、製造コストが低減される。
【０００８】
なお、本発明における「直円柱形」とは、側面、即ち円柱面にねじ加工が施されていない円柱形を意味する。この「直円柱形」には、円柱の側面が底面に垂直な直線母線によってなる円柱形が含まれる。この「直円柱形」のピンには、ピンの先端の底面と側面との間にＲが設けてあるものが含まれる。また「直円柱形」のピンには、ピンの先端の底面自体がＲ形状のものも含まれる。
【０００９】
なお、回転ツールのピンは、直線母線からなる側面を有するピンであっても良い。「直線母線からなる側面を有するピン」とは、例えば、円柱形、円錐形、円錐台等の形状を有するピンを意味する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る金属材の接合方法を説明するための図である。
【図２】実験例で使用したピンの頂部が円錐状の回転ツールを示す図である。
【図３】実験例で使用したピンの頂部が球状の回転ツールを示す図である。
【図４】実験例で使用したピンが多角柱状の回転ツールを示す図である。
【図５】ピンの頂部が円錐状の回転ツールにより接合したＳＵＳ３０４材の接合部引張試験結果を示す図である。
【図６】ピンの頂部が円錐状の回転ツールにより接合したＳＵＳ３０４材の接合部伸び試験結果を示す図である。
【図７】ピンの頂部が球面状の回転ツールにより接合したＳＵＳ３０４材の接合部引張試験結果を示す図である。
【図８】ピンの頂部が球面状の回転ツールにより接合したＳＵＳ３０４材の接合部伸び試験結果を示す図である。
【図９】ピンが角柱状の回転ツールにより接合したＳＵＳ３０４材の接合部引張試験結果を示す図である。
【図１０】ピンが角柱状の回転ツールにより接合したＳＵＳ３０４材の接合部伸び試験結果を示す図である。
【図１１】ピンの頂部が円錐状の回転ツールにより接合したＳＵＳ３０１Ｌ−ＤＬＴ材の接合部引張試験結果を示す図である。
【図１２】ピンの頂部が球面状の回転ツールにより接合したＳＵＳ３０１Ｌ−ＤＬＴ材の接合部引張試験結果を示す図である。
【図１３】ピンの頂部が球面状の回転ツールにより接合したＳＵＳ３０１Ｌ−ＤＬＴ材の接合部伸び試験結果を示す図である。
【図１４】ピンが角柱状の回転ツールにより接合したＳＵＳ３０１Ｌ−ＤＬＴ材の接合部引張試験結果を示す図である。
【図１５】ピンが角柱状の回転ツールにより接合したＳＵＳ３０１Ｌ−ＤＬＴ材の接合部伸び試験結果を示す図である。
【図１６】実験例における各々の接合速度、回転数および回転ピッチでの接合部断面を示す図である。
【図１７】実験例の結果をまとめた対比表である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。【００１２】
図１は、本発明の実施の形態に係る金属材の接合方法を説明するための図である。図１において（ａ）には、本発明の実施の形態に係る金属材の接合方法における摩擦攪拌接合の様子が示されており、（ｂ）には、本発明の実施の形態に係る金属材の接合方法に用いられる回転ツールの側面図が示されている。なお、図１における（ｂ）には、ノズルの断面も示されている。【００１３】
本実施の形態に係る金属材の接合方法は、摩擦攪拌接合法に基づくステンレス材の接合方法である。摩擦攪拌接合は、図１における（ａ）に示すように、金属部材１の端部３と金属部材１’の端部３’とを突き合わせ、棒状の回転ツール１０の先端に設けられたピン１１を端部３と端部３’の間に挿入し、ピン１１を回転させつつ端部３及び３’の長手方向に沿って移動させる方法である。摩擦攪拌接合は、金属部材１及び１’と回転ツール１０の間に発生する摩擦熱を利用して金属部材１と金属部材１’とを接合する。【００１４】
従来方法は、セラミックスまたはＷ等の高融点金属からなる多角柱形状ピン又はねじ溝有りピンを備えた回転ツールを用いてステンレス材を接合する摩擦攪拌接合法である。一方、本実施の形態に係る金属材の接合方法は、図１における（ｂ）に示す回転ツール１０を用いる点において従来方法の摩擦攪拌接合法と異なる。【００１５】
この回転ツール１０は、幅広のショルダー１２とその先端にあり金属部材の端部間に挿入される細いピン１１から構成されている。ピン１１は直円柱形である。ピン１１の側面は滑らかな曲面であり、ねじ溝は設けられていない。なお、ショルダー１２は、ピン１１より大径の円柱形をなしており、ピン１１の軸線方向に延びている。このショルダー１２の先端、即ち一端面にピン１１が設けられている。【００１６】
本発明者は、ピンにねじ溝が無い回転ツールを用いる本実施の形態の接合方法によっても、従来方法と同等またはそれ以上の接合部の接合強度を得ることができることを見出した。なお、「接合部」とは、接合後の金属部材における接合線近傍の部分である。【００１７】
本実施の形態に係る接合方法に用いるピンには、ねじ溝が切られていないため、ねじ溝が磨耗することがない。したがって、ピンの寿命は向上する。また、ピンにねじ溝を切る必要がないため、回転ツールを製造するための加工も容易である。さらに、回転ツールを製造する工程が少なくなるため、回転ツールを安価なものとすることができる。【００１８】
本実施の形態の接合方法によっても、従来方法と同等の接合強度を得ることができる理由は、ピンにねじ溝を設けない場合、ピンの長手方向に沿った金属材料の塑性流動よりも、ピンの回転方向に沿った金属材料の塑性流動が大きくなり、それが接合強度を強める原因となっていると考えられる。また、従来は、ピンにねじ溝を設けたほうが金属材料の攪拌が促進されると考えられていたが、実際には本実施の形態に係るピンのように滑らかな側面を持つ直円柱形のピンの方が、金属材料の攪拌が促進されている可能性も考えられる。【００１９】
図１における（ｂ）に示す回転ツール１０は、Ｓｉ３Ｎ４の他にバインダを含むことが好ましい。回転ツール１０にバインダを含めることによって、回転ツール１０の割れを抑制することが可能となる。例えば、回転ツール１０には、９０重量％のＳｉ３Ｎ４が含まれており、残部にＡｌ２Ｏ３及びＹ２Ｏ３がバインダとして含まれている。この場合の回転ツール１０の硬度（ＨＲＡ）は、９２（ダイアモンド円錐圧子による試験荷重６０ｋｇでのロックウェル硬さが１２０°）である。【００２０】
また、図１に示すように、本実施の形態の接合方法においては、回転ツール１０の側面を覆うように設けられたノズル１６を用い、このノズル１６からＡｒを含むガスＧを供給することが好適である。Ａｒを含むガスによれば、ステンレス材の硬化を防止しつつ回転ツールの冷却が可能になる。これによって、回転ツール１０の割れを抑制することが可能となる。Ａｒガス等のシールドガスを用いて回転ツールの酸化を防ぎつつ金属部材を接合することで、ツールの強度と靭性を保ちつつ長距離・長時間の接合が可能になる。【００２１】
次に、本実施の形態の接合方法によって得られた実験結果を説明する。【００２２】
実験例【００２３】
回転ツール形状とステンレス鋼の接合部の接合強度との関係を調査するため、ピンの頂部が円錐状の回転ツール（図２を参照）と、ピンの頂部が球面状の回転ツール（図３を参照）と、ピンが多角柱状の回転ツール（図４を参照）を用いて、図１（ａ）に示す方法で、ＪＩＳ  Ｇ  ４３０５に規定のＳＵＳ３０４材およびＪＩＳ  Ｅ  ４０４９に規定のＳＵＳ３０１Ｌ−ＤＬＴ材の接合を行った。ＳＵＳ３０４材及びＳＵＳ３０１Ｌ−ＤＬＴ材の板厚は、厚さ１．５ｍｍとした。【００２４】
図２に示す回転ツール１０は先端に円柱形状のピン１１を備える。ピン１１の直径は５ｍｍであり、ショルダー１２の直径は１５ｍｍである。ピン１１は、ショルダー１２から１．４ｍｍ突出しており、その頂部から０．７ｍｍの部分は図２に示すように円錐状をなしている。【００２５】
図３に示す回転ツール１０は先端に円柱形状のピン１１を備える。ピン１１の直径は５ｍｍであり、ショルダー１２の直径は１５ｍｍである。ピン１１は、ショルダー１２から１．４ｍｍ突出しており、その頂部はＳＲ５．４となるように球面取りがされている。【００２６】
図４に示す回転ツール１０は先端に角柱形状のピン１１を備える。ピン１１の直径は６ｍｍであり、ショルダー１２の直径は１５ｍｍである。ピン１１は、ショルダー１２から１．４ｍｍ突出している。ピン１１は図４に示すように円柱の側面の３箇所でＣ面取りをされた形状であり、略多角柱形状をなしている。【００２７】
以上の図２〜１４に示す回転ツールは、いずれもＳｉ３Ｎ４が９０％、残部がＡｌ２Ｏ３およびＹ２Ｏ３の組成からなる。本実験例においては、各々の回転ツールについて、同じ試料で接合部引張試験と接合部伸び試験を行った。【００２８】
図５はピンの頂部が円錐状の回転ツールにより接合したＳＵＳ３０４材の接合部引張試験結果を示す図であり、図６はピンの頂部が円錐状の回転ツールにより接合したＳＵＳ３０４材の接合部伸び試験結果を示す図である。以下の図５，７，９，１１，１２，１４において、横軸上の‘１．０ｔｏｎ’，‘１．０→０．９ｔｏｎ’は、回転ツールの母材に対する押圧を示す。【００２９】
図５より、本実施の形態に係る接合方法によれば、接合速度３００ｍｍ／ｍｉｎ以下、回転速度６００ｒｐｍ、回転ピッチ０．５以下で、ＳＵＳ３０４材の接合部の接合強度が、ほぼ良好であることが判る。また、図６に示すように、ＳＵＳ３０４材の接合部の伸びにおいても、接合速度３００ｍｍ／ｍｉｎ以下、回転速度６００ｒｐｍ、回転ピッチ０．５以下で、適当な値が得られた。【００３０】
接合速度３００ｍｍ／ｍｉｎ以下、回転ピッチ０．５以下の場合に良好なＳＵＳ３０４材の接合部が得られるのは、接合部に欠陥が生じにくいためである。すなわち、このような接合条件では、金属部材（ＳＵＳ３０４材）への入熱が大きく、金属材料の塑性流動が十分なために、良好な接合が得られる。金属材への入熱は、回転ツールの回転速度と、回転ツールのショルダー径の３乗とに比例し、接合速度に反比例することが知られている。以上のことを考慮すると、ピンの頂部が円錐状の回転ツールによりＳＵＳ３０４材を接合した場合に、｛（回転ツールの回転速度〔rpm〕×ショルダーの径〔mm〕３）／回転ツールの移動速度〔mm/min〕｝／板材の厚さ〔ｍｍ〕が４．５×１０３以上であれば、ＳＵＳ３０４材の接合部の接合強度がほぼ良好であることが予想される。
【００３１】
図７はピンの頂部が球面状の回転ツールにより接合したＳＵＳ３０４材の接合部引張試験結果を示す図であり、図８はピンの頂部が球面状の回転ツールにより接合したＳＵＳ３０４材の接合部の伸びの試験結果を示す図である。【００３２】
図７より、接合速度４２０ｍｍ／ｍｉｎ以下、回転速度６００ｒｐｍ、回転ピッチ０．７以下で、特に接合速度３００ｍｍ／ｍｉｎ以下、回転速度６００ｒｐｍ、回転ピッチ０．５以下で、ＳＵＳ３０４材の接合部の接合強度が良好であることが判る。また、図８に示すように、ＳＵＳ３０４材の接合部の伸びにすいても、接合速度３００ｍｍ／ｍｉｎ以下、回転速度６００ｒｐｍ、回転ピッチ０．５以下で、適当な値が得られた。これらの結果より、ピンの頂部が球面状の回転ツールを用いてＳＵＳ３０４材を接合した場合に、｛（回転ツールの回転速度〔rpm〕×ショルダーの径〔mm〕３）／回転ツールの移動速度〔mm/min〕｝／板厚〔ｍｍ〕が３．２×１０３以上であれば、ＳＵＳ３０４材の接合部の接合強度が良好であることが予想される。
【００３３】
図９は、ピンが多角柱状の回転ツールにより接合したＳＵＳ３０４材の接合部引張試験結果を示す図であり、図１０は、ピンが多角柱状の回転ツールにより接合したＳＵＳ３０４材の接合部の伸び試験結果を示す図である。図９より、接合速度３００ｍｍ／ｍｉｎ以下、回転速度６００ｒｐｍ、回転ピッチ０．５以下で、ほぼ良好な接合強度のＳＵＳ３０４材の接合部が、得られていることが判る。また、図１０に示すように、ＳＵＳ３０４材の接合部の伸びにおいても接合速度３００ｍｍ／ｍｉｎ以下、回転速度６００ｒｐｍ、回転ピッチ０．５以下で、適当な値が得られた。【００３４】
以上の結果をまとめると、ピンの頂部が球面状の回転ツールでは、接合速度４２０ｍｍ／ｍｉｎ以下、回転ピッチ０．７以下、｛（回転ツールの回転速度〔rpm〕×ショルダーの径〔mm〕３）／回転ツールの移動速度〔mm/min〕｝／板厚〔ｍｍ〕が３．２×１０３以上であれば、ほぼ良好なＳＵＳ３０４材の接合継手が得られる。また、ピンの頂部が円錐状の回転ツールおよび多角柱状の回転ツールでは、接合速度３００ｍｍ／ｍｉｎ以下、回転ピッチ０．５以下、｛（回転ツールの回転速度〔rpm〕×ショルダーの径〔mm〕３）／回転ツールの移動速度〔mm/min〕｝／板厚〔ｍｍ〕が４．５×１０３以上であれば、良好なＳＵＳ３０４材の接合継手が得られる。したがって、本実施の形態に係る接合方法によれば、ショルダー径が１５［ｍｍ］の回転ツールを用いて、回転数６００［ｒｐｍ］、且つ、回転ピッチ０．１［ｍｍ／ｒ］以上０．７［ｍｍ／ｒ］以下において、厚さ１．５ｍｍのＳＵＳ３０４材を好適に接合可能であることが判った。また、本実施の形態に係る接合方法によれば、｛（回転ツールの回転速度〔rpm〕×ショルダーの径〔mm〕３）／回転ツールの移動速度〔mm/min〕｝／板厚〔ｍｍ〕が４．５×１０３以上２２．５×１０３以下において、ＳＵＳ３０４材を好適に接合可能であることが判った。このように、ピンの頂部が円錐状の回転ツールおよびピンの頂部が球面状の回転ツールでも、従来のピンが多角柱状の回転ツールで接合した場合と比較して、より良いＳＵＳ３０４材の接合部の接合強度を得ることができる。また、ピンが多角柱状でないので、回転ツールの寿命は長くなり、回転ツールの製造も容易なものとなる。
【００３５】
図１１は、ピンの頂部が円錐状の回転ツールにより接合したＳＵＳ３０１Ｌ−ＤＬＴ材の接合部引張試験結果を示す図である。図１１に示すように、接合速度３００ｍｍ／ｍｉｎ以下、回転速度６００ｒｐｍ、回転ピッチ０．５以下で、ＳＵＳ３０１Ｌ−ＤＬＴ材の接合部の接合強度はほぼ良好であることが判る。この結果から、ピンの頂部が円錐状の回転ツールを用いる場合には、｛（回転ツールの回転速度〔ｒｐｍ〕×ショルダーの径［ｍｍ］３）／回転ツールの移動速度〔ｍｍ／ｍｉｎ〕｝／板材の厚さ［ｍｍ］が、４．５×１０３以上であれば、ＳＵＳ３０１Ｌ−ＤＬＴ材の接合部の接合強度が、ほぼ良好になることが予想される。
【００３６】
図１２は、ピンの頂部が球面状の回転ツールにより接合したＳＵＳ３０１Ｌ−ＤＬＴ材の接合部引張試験結果を示す図であり、図１３は、ピンの頂部が球面状の回転ツールにより接合したＳＵＳ３０１Ｌ−ＤＬＴ材の接合部伸び試験結果を示す図である。図１２から、接合速度１８０ｍｍ／ｍｉｎ以上３００ｍｍ／ｍｉｎ以下、回転速度６００ｒｐｍ、回転ピッチ０．３以上０．５以下で、ほぼ良好なＳＵＳ３０１Ｌ−ＤＬＴ材の接合部の接合強度が得られていることが判る。また、図１３に示すように、接合部の伸びにおいても接合速度１８０ｍｍ／ｍｉｎ以上３００ｍｍ／ｍｉｎ以下、回転速度６００ｒｐｍ、回転ピッチ０．３以上０．５以下で、適当な値が得られた。これらの結果から、ピンの頂部が球面状の回転ツールを用いた場合に、｛（回転ツールの回転速度〔ｒｐｍ〕×ショルダーの径［ｍｍ］３）／回転ツールの移動速度〔ｍｍ／ｍｉｎ〕｝／板材の厚さ［ｍｍ］が４．５×１０３以上７．５×１０３以下であれば、ＳＵＳ３０１Ｌ−ＤＬＴ材の接合部の接合強度は、ほぼ良好となることが予想される。
【００３７】
図１４は、ピンが多角柱状の回転ツールにより接合したＳＵＳ３０１Ｌ−ＤＬＴ材の接合部引張試験結果を示す図であり、図１５は、ピンが多角柱状の回転ツールにより接合したＳＵＳ３０１Ｌ−ＤＬＴ材の接合部伸び試験結果を示す図である。図１４から、接合速度３００ｍｍ／ｍｉｎ以下、回転速度６００ｒｐｍ、回転ピッチ０．５以下で、ほぼ良好なＳＵＳ３０１Ｌ−ＤＬＴ材の接合部の接合強度が得られていることが判る。また、図１５から、接合部の伸びにおいても接合速度３００ｍｍ／ｍｉｎ以下、回転速度６００ｒｐｍ、回転ピッチ０．５以下で、適当な値が得られた。【００３８】
以上の結果をまとめると、ピンの頂部が円錐状の回転ツール、ピンの頂部が球面状の回転ツール、ピンが多角柱状の回転ツールのいずれを用いても、接合速度１８０ｍｍ／ｍｉｎ以上３００ｍｍ／ｍｉｎ以下、回転ピッチ０．３以上０．５以下、｛（回転ツールの回転速度〔ｒｐｍ〕×ショルダーの径［ｍｍ］３）／回転ツールの移動速度〔ｍｍ／ｍｉｎ〕｝／板材の厚さ［ｍｍ］が４．５×１０３以上７．５×１０３以下で、ほぼ良好なＳＵＳ３０１Ｌ−ＤＬＴ材の接合継手が得られる。このように、ピンの頂部が円錐状の回転ツールおよびピンの頂部が球面状の回転ツールの何れを用いても、従来のピンが多角柱状の回転ツールで接合した場合と同等の接合強度を得ることができる。また、ピンが多角柱状でないので、回転ツールの寿命は長くなり、回転ツールの製造も容易なものとなる。
【００３９】
以上の結果をまとめると、ＳＵＳ３０４材とＳＵＳ３０１Ｌ−ＤＬＴ材における接合の傾向として、少なくとも、接合速度１８０ｍｍ／ｍｉｎ以上３００ｍｍ／ｍｉｎ以下、回転ピッチ０．３以上０．５以下、｛（回転ツールの回転速度〔ｒｐｍ〕×ショルダーの径［ｍｍ］３）／回転ツールの移動速度〔ｍｍ／ｍｉｎ〕｝／板材の厚さ［ｍｍ］が４．５×１０３以上７．５×１０３以下で、良好な接合継手が得られる。
【００４０】
図１６における（ａ）（ｂ）は実験例における各々の接合速度、回転数および回転ピッチでの接合部断面を示す図である。図１６は、ピンの頂部が円錐状の回転ツールによる接合部の断面写真であり、（ａ）には回転数６００ｒｐｍ−接合速度２００ｍｍ／ｍｉｎ，回転ピッチ０．３３３の場合の断面写真が示されており、（ｂ）には回転数６００ｒｐｍ−接合速度３００ｍｍ／ｍｉｎ，回転ピッチ０．５の場合の断面写真が示されている【００４１】
図１６における（ａ）に示すように、いずれの接合部にも欠陥が生じていない。このため、前述の図５に示したように良好な接合強度が得られたと考えられる。【００４２】
以上の実験例の結果を図１７に対比表としてまとめた。【００４３】
尚、本発明の金属材の接合方法は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明によれば、回転ツールの寿命を向上させ、回転ツールを製造する手間や製造コストを抑えた金属材料の接合方法が提供される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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